生化教研室,第九章 物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié),物質(zhì)代謝的特點 幾類重要物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系 物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié),第一節(jié) 物質(zhì)代謝的特點,一、體內(nèi)物質(zhì)代謝是相互聯(lián)系的 二、機體對物質(zhì)代謝進行準確的調(diào)節(jié) 三、各類物質(zhì)具有共同的代謝途徑 四、各組織器官代謝有共性，也有各自特點 五、ATP是機體儲存能量和消耗能量的共同形式,P178,第二節(jié) 幾類重要物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系,一、三類物質(zhì)的分解代謝有共同的途徑,P179,一階段：分解成單體,二階段：分解成3C 或2C化合物,三階段：乙酰CoA 進入TAC,P179,二、糖、脂肪是體內(nèi)的主要供能物質(zhì),任一供能物質(zhì)代謝占優(yōu)勢，常能抑制其他物質(zhì)的降解，體內(nèi)供能物以糖類和脂類為主,例如：,三、三羧酸循環(huán)是三類物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐,糖可以轉(zhuǎn)變成脂肪和部分氨基酸 * 糖檸檬酸變構激活 乙酰CoA羧化酶脂肪合成 * 糖生成的-酮酸可轉(zhuǎn)變成相應的aa 脂肪幾乎不能轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛桶被?乙酰CoA不能生成丙酮酸 氨基酸可以轉(zhuǎn)變成糖和脂肪 aa可轉(zhuǎn)變?yōu)槿人嵫h(huán)的中間產(chǎn)物或乙酰CoA,P180,P180,肝是調(diào)節(jié)和聯(lián)系全身器官代謝的樞紐中心,P181,三級水平,第三節(jié) 物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié),* 細胞水平的代謝調(diào)節(jié),* 激素水平的代謝調(diào)節(jié),* 整體水平的代謝調(diào)節(jié),P182,快速調(diào)節(jié) 酶結(jié)構的調(diào)節(jié) （快速、節(jié)能）,一、細胞中酶的調(diào)節(jié)是最基本的調(diào)節(jié)方式,細胞水平的調(diào)節(jié)實質(zhì)上就是 酶的調(diào)節(jié),緩慢調(diào)節(jié) 酶含量的調(diào)節(jié) （耗時、耗能）,變構調(diào)節(jié),化學修飾調(diào)節(jié),P182,（一）酶的變構調(diào)節(jié)是構象的改變,* 某些小分子物質(zhì)（代謝物）可與酶蛋白的特 殊部位結(jié)合，引起其構象變化，從而改變 酶的催化活性，這種調(diào)節(jié)方式稱為變構調(diào)節(jié)。,* 使酶發(fā)生變構效應的小分子物質(zhì)稱為變構劑， 多為代謝物，分為變構激活劑和變構抑制劑。,* 受變構調(diào)節(jié)的酶稱變構酶。,P182,* 變構效應劑與調(diào)節(jié)亞基以非共價鍵結(jié)合,* 變構酶常由多個亞基組成 催化亞基-與底物結(jié)合，起催化作用 調(diào)節(jié)亞基-與變構劑結(jié)合，發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,如：核苷酸對合成的酶、 膽固醇對HMG-CoA的反饋抑制,P182,（二）酶的化學修飾涉及共價鍵變化,某些酶分子上的一些基團，受其他酶的催化而發(fā)生了化學改變，從而引起其催化活性的改變，稱為化學修飾(chemical modification),P182,蛋白激酶 ATP ADP Mg2+ E-OH E-O-PO3H2 Pi 磷蛋白磷酸酶 H2O,磷酸化修飾是最常見的修飾方式,絲氨酸 蘇氨酸 酪氨酸,P182,（三）不同的同工酶可以 控制代謝速度和方向（自學）,己糖激酶 乳酸脫氫酶,P183,（四）通過酶蛋白的合成與降解 進行酶量的調(diào)節(jié),誘導劑,阻遏劑,誘導相應酶的基因表達，使酶蛋白合成增加，如高蛋白飲食對精氨酸酶的誘導,阻遏相應酶的基因表達，如膽固醇對HMG-CoA的作用,酶合成的調(diào)節(jié),酶降解的調(diào)節(jié)-,選擇性使某些酶降解,蛋白酶,P183,（五）酶在細胞中的隔離分布也有利酶的調(diào)節(jié) 形成酶體系，分布在某一區(qū)域或亞細胞結(jié)構 減少代謝途徑的相互干擾。,P184,二、激素通過一些信息轉(zhuǎn)導途徑實現(xiàn)調(diào)節(jié)作用,1、自分泌（如生長因子）,2、旁分泌（如細胞因子、神經(jīng)遞質(zhì)）,3、內(nèi)分泌（如激素）,根據(jù)距離遠近可分為：,P184,激素等內(nèi)分泌信息分子的作用特點： 濃度低 10-8mol/L 半壽期短 幾秒幾小時，有利于適應環(huán)境變化 特異性高 具有相應受體的靶細胞才能做出反應,P185,細胞信號轉(zhuǎn)導(cellular signal transduction) 是指特定的化學信號在靶細胞內(nèi)的傳遞過程。,膜受體激素,胞內(nèi)受體激素,P185,（一）某些激素通過細胞膜受體發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,肽類和蛋白質(zhì)激素通過膜受體介導發(fā)揮作用,主要介紹三條信息通路：,1、蛋白激酶A通路,信號分子 膜受體 G蛋白 AC cAMP PKA 效應蛋白（酶） 生理效應,P185,G蛋白,又稱鳥苷酸結(jié)合蛋白，是一類與GDP或GTP結(jié)合的蛋白質(zhì)，由3個亞基組成，在細胞信號轉(zhuǎn)導中發(fā)揮重要作用。,P185,G蛋白通常為異三聚體,G蛋白有兩種構象： G-GDP型： 無活性型 G-GTP型： 活性型,亞基：有鳥苷酸結(jié)合位點及GTP酶活性 、亞基：各家族均相似, 結(jié)合為二聚體,P185,腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase, AC) 主要作用催化cAMP 生成： AC ATP cAMP（第二信使之一）,P185,cAMP濃度的調(diào)節(jié) AC 磷酸二酯酶(PDE) phosphodiesterase, cAMP- AC H2O PDE ATP cAMP 5AMP,P186,蛋白激酶A( protein kinase A, PKA),P185,對酶或蛋白質(zhì)的磷酸化修飾決定了其活性狀態(tài),PKA有Ser/Thr蛋白激酶活性（使底物磷酸化）,P185,糖原合酶I （有活性）,磷酸化糖原合酶D （無活性）,磷酸化酶,糖原合成抑制,調(diào)節(jié)基因表達,P185、186,鳥苷酸環(huán)化酶體系,GC PDE GTP cGMP 5GMP ppi H2O,如硝酸甘油因產(chǎn)生NO，激活GC， 生成cGMP，舒張血管平滑肌,信號分子 膜受體/GC cGMP（第二信使之二） PKG 底物蛋白（酶） 生理效應,P186,2、蛋白激酶C（PKC）途徑,蛋白激酶C途徑,Ca2+途徑,Ca2+,P186,（PLC）,DG和IP3均為第二信使,磷脂酶C（PLC）催化DG和IP3 的生成,P187,（DG也可寫為DAG）,PIP2 DG + IP3,PLC,IP3與受體結(jié)合使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)儲存Ca2+釋出 Ca2+可與鈣調(diào)蛋白(calmodulin, CaM)結(jié)合,Ca2+也是第二信使,P187,生物體內(nèi)常見的第二信使 cAMP cGMP DG（也可寫為DAG） IP3 Ca2+,P187,3、酪氨酸蛋白激酶途徑 信號分子受體型/非受體型酪氨酸蛋白激酶 蛋白Tyr磷酸化 生理效應,受體酪氨酸蛋白激酶的功能： 配體結(jié)合的活性 酪氨酸蛋白激酶活性,P187,TPK domain,富含Cys,Ig 樣結(jié)構,表皮生長 因子受體,胰島素樣生長因子受體,血小板衍生生長因子受體,成纖維細胞生長因子受體,P187,（二）某些激素通過細胞內(nèi)受體發(fā) 揮調(diào)節(jié)作用,常見的脂溶性信號分子 類固醇激素（糖皮質(zhì)激素、鹽皮質(zhì)激素、 雄激素、雌激素、孕激素） 甲狀腺素（T3、T4 ） 視黃酸 1，25-（OH）2-D3,P187,細胞內(nèi)受體作用機制,三、整體調(diào)節(jié)是通過神經(jīng)體液和細 胞水平而實現(xiàn)的高級調(diào)節(jié)方式 （自學）,三大營養(yǎng)物質(zhì)在能量代謝中的作用： 蛋白質(zhì)是結(jié)構和功能性物質(zhì)，不宜大量耗用 糖是主要的能源物質(zhì)，糖原的儲備有限（400g） 脂肪是主要的能源儲備物質(zhì)，脂肪的代謝有賴于 糖代謝的正常進行，以補充TAC的中間產(chǎn)物,P190,以饑餓為例研究整體物質(zhì)代謝的變化 （1）短期饑餓：禁食1天 肝糖原、血糖 胰島素、胰高血糖素 肌肉利用糖、脂肪動員、肌肉蛋白分解及 肝糖異生 保證腦等重要器官的葡萄糖供應 （2）長期饑餓：禁食3天 腦組織利用酮體肌肉利用脂酸 肌肉蛋白質(zhì) 分解、肝糖異生腎糖異生,P190,第九章作業(yè),（一）名詞 G蛋白 （二）簡答 1、簡述第二信使的種類。 2、簡述膜受體介導的信號轉(zhuǎn)導途徑？ （三）論述 以腎上腺素為例論述cAMP 介導